铅酸蓄电池固化与干燥
蓄电池极板生产的固化工艺分析
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图１、固化室介质和能量分析图
能量进入部分有三部分，加热蒸汽、加湿蒸汽，雾化水（各种结构的固化室不同，能量部 分也有差异）；能量流出部分有加热冷凝水，残余蒸汽，箱内冷凝水、空气调节阀排除的蒸汽 和空气、外壳散热和散失的能量。 极板中的Ｐｂ氧化成ＰｂＯ是一个氧化过程，是一个放热反应。生极板本身的能量变化是一
活性物质中促使铅氧化的因素有空气、水分等，在固化刚开始的阶段，极板中的水分较
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多，氧气扩散比较困难，所以氧化慢慢的进行，到了固化转干燥阶段，水分减少，氧气扩散 增强，氧化加快，这时铅含量降低最快的时候，图２反应了情况。 降低生极板中的水分含量，增加氧的扩散，确实能促使游离铅的反应。但生极板在固化 阶段还有一个重要的过程，就是形成稳定结构，再结晶的过程。如果仅为了降低生极板的铅 含量，破坏了生极板再结晶的过程，也将使生极板固化过程的重要作用没法完成。因此还不 能简单的降低湿度。实践证明保持相对湿度接近１００％是重要的。 现在固化设备都比较先进，一般是电脑设置，且可多阶段设置，所以完成一般固化是没 有问题的，关键是固化工艺的设计，参数的制定要合理。 正常固化是不容易出问题的，发生故障时会发生一些异常的状况，时间越长越严重。固
蓄电池极板生产的固化工艺分析 李建华 风帆股份有限公司 柴树松
福建安溪闽华电池有限公司
摘要：通过对固化干燥过程的参数解析，分析了固化干燥过程中的功能和作用。分析了固化
过程的板栅界面的形成、活性物质再结晶、游离铅的慢氧化和干燥过程游离铅的快氧化、快 失水、慢失水等过程，并对固化设备出现故障时的影响进行了简要分析。 关键词 铅酸蓄电池 固化 干燥 Ｐｂ—Ｃａ板栅
铅酸蓄电池工艺培训
第一部分一工段一、应用合金配制2．负极合金炉温度的控制（450℃±10℃）。
温度过高，合金中的有效成分如钙、铝等氧化损失严重；温度过低，钙的溶解度下降，达不到标准要求。
3．配制过程：①接通电源，设置合金炉温度（450±10℃），待合金炉温度升到450±10℃时向熔锅中加入适量的铅锭，待温度上升到450±10℃时，按上面合金组成要求加入计算量的母合金。
②待母合金完全熔化且温度上升到450±10℃时，搅拌均匀，取样送检。
③合金配制过程中应确保熔锅中铅液不少于1/3熔锅铅量。
④铸出的合金锭均需做好标识，正极用黄色，负极用兰色木托盘放置，并送到各自的合金存放区，作好生产记录。
二、脱模剂配制及使用1．配制脱模剂的铝锅先用自来水清洗后，再用纯水（去离子水）清洗；2．将纯水放到炉上加温到85℃～90℃；3．向锅中加入比例的硅酸钠并搅拌均匀；4．再加入比例的软木粉，搅拌均匀；5．冷却待用。
脱膜剂的组份（1）85-90℃去离子水 1000g（2）硅酸钠（水玻璃）（ρ=1.35g/cm3） 35g（3）软木粉（400目） 50g三、板栅铸造1．正极板栅容易产生热裂纹是板栅铸造过程中特别需要注意的一个地方，含有裂纹的板栅制成电池后，板栅表面的裂隙与电解液接触后就会被腐蚀，随着充放电的进行，腐蚀产物增多，裂纹加深，严重时板栅筋条会断裂，短期内蓄电池寿命就会终止。
防止板栅产生裂纹的措施主要有以下两个方面：①脱模剂的作用不仅仅是使板栅容易从模具中脱出，还有调节散热速度的作用。
板栅各部位粗细不一，散热速度也就不一。
散热太快时，容易出现断筋、裂纹；而散热速度较慢处（如极耳部位）又容易出现发白，发疏等现象。
所以可用喷涂脱模剂厚度不等地方法来调节散热速度达到均匀。
②冷却速度的控制。
这主要取决于选择控制熔铅锅的温度T溶，和模具的温T模。
一般来讲，冷却速度对合金组织的影响很大，控制一定的冷却速度可以提高晶核生成速度和成长速度，就可以得到晶粒较细、组织致密的合金。
铅酸蓄电池极板制造工艺流程
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铅酸蓄电池极板生产的固化与干燥
铅酸蓄电池极板生产的固化与干燥技术生极板的固化、干燥是铅酸蓄电池极板制造过程中的一道关键工序，它直接影响到化成后极板的机械强度和电性能，关系到铅酸蓄电池的容量大小和寿命长短。
一、极板固化干燥的目的1、控制游离金属铅的含量2、碱式硫酸铅的再结晶程度3、内在结构强度4、板栅表面的腐蚀程度二、固化与干燥的现有技术工艺1、常温固化、干燥涂添后的极板在固化室温湿度下放置48h~72h，在此过程中要防止极板失水过多造成极板开裂，影响极板固化，同时要完成极板板栅的表面腐蚀（板栅在30℃下24h后开始表面腐蚀）。
此固化其温度为室温，基本上不加以控制，受室外环境温度的影响较大，季节将给室内固化带来较大的影响，且极板的干燥基本上是靠阳光晒和风干，其生极板的含水量更难以控制，其他组分的含量均不能达到技术指标要求，使得蓄电池容量、寿命均难得以保持。
2、蒸汽固化、干燥用水蒸气加热固化称为蒸汽固化。
蒸汽固化期间铅膏含水量不变，其原因：蒸汽固化用蒸汽直接加热，它既控制了温度又控制了湿度。
在RH接近100%时，铅膏中水分向外扩散的速度V扩很大，同时，室内的热水蒸汽向铅膏内部渗透，其速度V渗也很大，两者速度均会随温度升高而加快。
因此，铅膏含水量就会很快维持在一定的动态平衡中。
三、专利固化——全自动蒸汽、水、热风固化干燥经研究发现：1、涂添后的极板在固化的水分扩散渗透期间，一方面使合膏形成的尚未稳定的碱式硫酸铅再结晶，提高活性物质粒子间的内聚力，使铅膏物质形成牢固的胶体网状结构，此过程在自然固化时需48h~72h，蒸汽固化可以缩短至24h以内。
2、再结晶条件：再结晶作用发生在铅膏含水量大于5%时，为了达到较高的再结晶速率，必需使铅膏能在较长的时间间隔内保持5%以上。
其最佳的再结晶条件是：温度40℃~45℃；湿度RH接近100%；铅膏含水量11%；再结晶时间17h。
在水分维持动态平衡中，由于室内的热水汽溶有氧气，此热水汽向内部渗透，当渗透到板栅表面时使板栅氧化，发生微电化学反应如下：板栅由于真实表面积小，反应速度较慢，生成的PbO与铅膏中的PbO及碱式硫酸铅中的PbO形成共价键，从而增加了板栅与活性物质的附着力。
一种高寿命阀控式铅酸蓄电池湿铅膏极板的固化干燥方法[发明专利]
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专利名称：一种高寿命阀控式铅酸蓄电池湿铅膏极板的固化干燥方法
专利类型：发明专利
发明人：杨朝章,尹波,徐海刚
申请号：CN202110774545.8
申请日：20210708
公开号：CN113506859B
公开日：
20220426
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种高寿命阀控式铅酸蓄电池湿铅膏极板的固化干燥方法，铅酸蓄电池湿铅膏极板包括正极板及负极板，包括固化阶段和干燥阶段；其中，固化阶段的方法如下：正极板的分阶段固化：第一阶段控制温度由58℃逐步升高至78℃，在相对湿度为99.9％的湿空气中固化，固化时间为8h；本发明采用高低温交错和高湿固化方法，通过多次工艺试验及反复验证以后得到本发明的方法，使得固化及干燥后的极板其主要成分是4PbO·PbSO4，4PbO·PbSO4比3PbO·PbSO4结晶体更好，可增大极板强度；采用这种极板装配的蓄电池寿命长能克服铅钙合金引起的早期容量衰减，可以明显延长阀控式铅酸蓄电池的寿命。
申请人：江苏理士电池有限公司
地址：223000 江苏省淮安市金湖县工业园区神华大道北侧、同泰大道西侧
国籍：CN
代理机构：南京众联专利代理有限公司
代理人：郭微
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铅酸蓄电池固化干燥
固化干燥固化干燥即硬化脱水。
涂填后的极板其一方面水分过多，另一方面铅膏组织不稳定，因此要经过固化干燥工艺来使其硬化脱水，在完成铅膏的硬化脱水的过程的同时要实现铅膏中游离铅的氧化、铅膏与板栅的腐蚀结合、铅膏中碱式硫酸铅的再结晶以及多孔电极的形成等一系列的物化反应的目的。
一、极板在固化干燥过程中的物化反应涂膏后的极板经压实、淋酸及表面干燥后（固化的前期部分），要在一定的温度、湿度环境及固定时间条件中进行固化干燥，在这个过程中极板将发生以下物化反应：1、铅膏中游离铅进一步氧化成氧化铅：游离态的金属铅（Pb）只有被氧化成氧化铅（PbO2）后才能转变成活性物质。
否则过量的Pb会导致正极板在化成过程中，由于Pb—PbSO4—PbO2的转化过程中体积变化很大。
极板内部由于体积膨胀产生的应力会导致极板弯曲、活性物质脱落，同时由于活性物质体积的增加，会使活性物质孔隙率降低，导致正极板化成时产生的氧气不易传送到极板表面逸出，而是在极板内部积累产生压力，这种带有应力的氧气从极板内部克服孔隙中液体的阻力，向极板表面移动时具有冲刷作用，促进了活性物质的脱落。
在负极板中由于过量的游离铅高分散性地隐含在电化学反应生成的海绵状铅中，使活性物质不能形成质地均匀的物相，导致活性物质结构松散，强度差，容易脱落。
在固化过程中，极板必须具有一定的水分，且为了防止极板失水过快而要求具备较高湿度的环境条件。
一般情况下，在固化干燥后，极板游离铅的含量控制在：正极板游离铅含量小于2%、负极板游离铅含量小于4%。
正极板比负极板要求高是因为游离铅在正极板中起到的危害要大于负极板，且正极板是影响蓄电池初期容量与寿命的主要部件，因此要严格加以控制。
2、极板板栅表面生成腐蚀层：由铅锑合金或铅钙合金铸造成的板栅表面几乎都是金属的晶格，而极板铅膏是氧化物、碱式硫酸铅及铅的组合物。
为了很好地进行电化学反应，要求铅膏与板栅具有一定的结合力，且铅膏与板栅结合得是否牢固对极板的强度有极大的影响。
铅酸蓄电池固化工艺（译）
铅酸蓄电池固化工艺1．简介在铅膏配制的过程中，形成了3BS或4BS粒子。
然后，在接下来的生产工序中，这些粒子成为骨架结构（形成两种类型的活性物质）的基本成分。
Fig.CU-2涂到板栅上的铅膏微粒即不能紧紧相互吸附，也不附着在板栅上。
它们被稀薄透明的薄膜和含水外壳包围着，是铅膏分离的结构成分。
通过固化，这些粒子互相连接，形成一个连续的坚固的骨架，紧紧依附在极板上。
极板固化期间有两个基本过程：a) 极板骨架形成。
为了形成极板骨架，铅膏中的小微粒溶解不见了，大的微粒变得更大。
存在于透明薄膜中的水分蒸发，从而使3BS或4BS颗粒紧密结合，形成坚固的骨架。
如果骨架是3BS颗粒形成的，那么它的枝状晶体就是细的；如果骨架是由4BS颗粒组成的，那么特征就是枝状晶体很粗，机械性能好，但是表面积也小。
b) 合金中的铅被氧化，其上形成了紧紧依附在骨架上的腐蚀层。
游离态铅继续氧化。
这就是含铅氧化物中的铅，它在铅膏配制过程中保持不被氧化。
Fig.CU-3这篇讲稿讨论的主题包含：1．固化工艺2．铅膏中铅的氧化过程3．固化过程中极板表面腐蚀4．由3BS颗粒向4BS颗粒转化的过程5．极板干燥过程中的现象6．极板的多孔型，内聚力和附着力7．固化设备的发展趋向2．固化工艺Fig.CU-4固化分两步进行。
第一步，涂板之后的极板局部干燥。
完全干燥在固化完成以后进行。
干燥通道与涂板机相连接。
局部干燥为在下个阶段发生的反应创造了条件，促进了反应的发生。
在管道干燥机中，干燥极板表面，防止排列时极板堆叠。
另外，升高极板温度，加速以后所有程序的进行。
第二步就是固化。
固化过程在固化室中进行，可以根据不同的极板外形调节温度和湿度。
下图给出了固化过程纲要和和铅膏工艺参数。
Fig.Cu-5铅膏配制完成时，含水约13％。
涂板以后，湿度减小到11％。
极板经过干燥之后，铅膏含水量不应低于9－10％。
当然，这些数值不是固定不变的，它们依赖于铅膏相组成成分的状态。
铅酸蓄电池工艺概述
0.1C10 0.12C10 0.06C10
0
容放
0.1C10
充电
0.12C10
充电 抽酸充电
0.05C10 0.01C10
时间（h） 2—2.5 4 40 8 1 7 8 36 1
放电Байду номын сангаас终止电压
10h 4 1.5-4
四、注酸化成工艺
2、自动清洗及酸循环
铅酸蓄电池工艺概述
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目录
一、铅酸蓄电池工艺流程图 二、极板制造工艺 三、组装制造工艺 四、注酸化成工艺
一、铅酸蓄电池工艺流程图
铅粉制造 和膏
丝网印刷
板栅制作
涂片 包片 极群焊接 （手工焊、铸 焊）
热封
制水 化成 冲洗
配酸 注酸 二封 配极柱胶
固化干燥 分片打磨 铅件浇铸
端子焊接 检漏 电池编码 极柱封胶 胶液固化 成品电池配组
二、极板制造工艺
2、和膏
正极添加剂主要是红丹、短纤维，负极添加剂主要木素、短纤维、导 电剂、硫酸钡等
干混5min
水混5min
加酸9~13min
酸混15min
干混过程：干混主要是将铅粉和添加剂进行干混，正负极添加剂不同 水混过程：加纯水与粉料混合，加水要快，水混时间要短 加酸、酸混过程：缓慢加入硫酸，控制温度不超过70℃ 铅膏制备后，主要控制表观密度和针入度。
穿壁焊和跨桥焊都将多个极群串并联在一起的过程，穿壁焊工艺首先需要在壳 体上打孔，然后用瞬间大电流通过对焊件将两个极群焊接在一起。跨桥焊则用特制 的小工装将两个汇流排的对焊件加紧，通过烧焊的方式将两个极群焊接在一起。
三、组装制造工艺
5、热封
热封工艺同我们现有工艺类 似，ABS材料壳盖的热封温度在 280~285℃之间，热熔时间和压合 时间在10~13s之间。当环境温度 低于10℃时，在热封前将上盖、 壳体在30-40℃环境中保温6小时 以上，再进行热封生产
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铅酸蓄电池固化与干燥
文章来源：
徐膏式极板经过涂膏、表面干燥，然后狂规定工艺条件下失水，可塑性铅膏定型，凝结成微孔均匀的固体，这一过程叫固化，而平时所指的固化是指表面干燥后极板的固化，这一阶段一般在固化室内进行，固化之后还要继续进行干燥。
阀控电他用较厚的极板的固化与干燥总历时一般在4天左右。
固化工序主要有以下几个作用：
生机板中Pb继续氧化为Pbo。
固化结束时正极活物质台钳置应在1％以下，负极应在5％以下，正极板要求含铅且较低，是因为过高台钳量，化成时Pb转化为Pbo2，体积变化较大，容易使活性物质疏松。
板栅表面铅的氧化，增强板栅筋条与活物质之间的结合力水
分蒸发，形成效体
网状微孔结构，并增加极板强度。
活性物质形成碱式硫酸铅
在铅酸蓄电池的制造过程中，生极扳的固化对蔷电池质量的影响很大，直接关系到电他的使用寿命与容量。
因此固化工艺的设计与控制显得极为重要。